實(shí)驗(yàn)-紫外可見(jiàn)吸收光譜法-苯的紫外光譜的測(cè)定與分析

PAGEPAGE15實(shí)驗(yàn)紫外—可見(jiàn)分子吸收光譜法的應(yīng)用—苯的紫外光譜的測(cè)定與分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握如何利用紫外分子吸收光譜儀進(jìn)行定性和定量分析；2、掌握雙光束紫外—可見(jiàn)（UV—VIS）分光光度計(jì)的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理許多有機(jī)化合物在一定能量的電磁輻射下伴隨著價(jià)電子能級(jí)的躍遷。根據(jù)量子理論：基態(tài)原子發(fā)生躍遷所吸收的能量是既定的，即滿足ΔE=E1-E0=hv時(shí),才能產(chǎn)生躍遷。產(chǎn)生各種躍遷所需的能量為：ΔE電子≈1～20eV；ΔE振動(dòng)≈ΔE電子×（1/10～1/100）≈0.01～2eV；ΔE轉(zhuǎn)動(dòng)≈ΔE震動(dòng)×（1/10～1/100）≈1×10-4～0.02eV,紫外可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍為:λ可見(jiàn)=800nm～200nm.(常用的波長(zhǎng)分析范圍。因?yàn)?00nm～10nm為真空紫外區(qū)，主要是CO2、O2等對(duì)這波長(zhǎng)范圍的譜線有嚴(yán)重的吸收，導(dǎo)致干擾分析測(cè)定，所以要求在真空中進(jìn)行測(cè)定)。相對(duì)的能量為6.2eV～1.6eV，其能量可以滿足部分電子能級(jí)躍遷的需要。此外，在電子能級(jí)躍遷中也伴隨著相應(yīng)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化（ΔE電子>ΔE震動(dòng)>ΔE轉(zhuǎn)動(dòng)），若是儀器的分辨能力不高，則使三種譜線（或精密結(jié)構(gòu)）密集在一起，則使打印出來(lái)的圖譜的峰寬變寬（在儀器分辨能力一定時(shí)，溶劑由極性到非極性也可使這些精密結(jié)構(gòu)消失）。利用分子中生色基團(tuán)對(duì)特定譜線的吸收可進(jìn)行定性分析，利用濃度與吸收值成正比（即朗伯—比爾定律）可進(jìn)行定量分析。進(jìn)行定性分析時(shí)，一般用的是比較法，把待分析的未知化合物的譜圖與純的已知物的譜圖或標(biāo)準(zhǔn)譜圖（如薩勒特光譜圖等）進(jìn)行比較；也可以用有機(jī)化合物吸收波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的計(jì)算值進(jìn)行分析。但應(yīng)該注意的是：相同的紫外吸收光譜不能充分地證明兩種化合物是完全相同。因?yàn)橹灰邢嗤陌l(fā)色基團(tuán)，而分子結(jié)構(gòu)就算不同，它們的最大吸收波長(zhǎng)λmax仍然相同。所以紫外—可見(jiàn)光譜圖在分析未知化合物時(shí)只是提供有可能的基團(tuán)結(jié)構(gòu)信息，常和NMR、MS和IR（即四譜）聯(lián)用，使得分析更為準(zhǔn)確、可靠。苯有三個(gè)吸收帶，分別為：E1帶(180nm，εmax=6×104L·cm-1·mol-1)、E2帶（204nm，εmax=8×10L·cm-1·mol-1）和B帶（255nm，εmax=200L·cm-1·mol-1），都是n→n*的躍遷.在分析的時(shí)候可以大致進(jìn)行判定.本實(shí)驗(yàn)主要研究苯的B帶.三、儀器與試劑1、儀器UV-2100型雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（附1cm的石英比色皿）2、試劑0.1mol/l苯儲(chǔ)備溶液環(huán)己烷(A.R.)無(wú)水乙醇（AR）四、實(shí)驗(yàn)步驟通電之前檢查樣品室，拿出硅膠袋，樣品室除比色皿架外，不應(yīng)有其他物體。打開(kāi)主機(jī)電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱儀器。儀器預(yù)熱30分鐘后，打開(kāi)計(jì)算機(jī)，點(diǎn)擊桌面UV-2100操作軟件圖標(biāo)，進(jìn)入紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)儀器自檢畫(huà)面，點(diǎn)擊開(kāi)始，啟動(dòng)自檢程序。自檢運(yùn)行大約三分鐘后，全部自檢項(xiàng)目“OK”，出現(xiàn)“自檢完成，您可以進(jìn)行測(cè)量了”的對(duì)話框，按下【確定】鍵，即可開(kāi)始正常測(cè)量工作。未知物的光譜圖掃描（定性分析測(cè)定）：選擇工具欄中的[光譜]項(xiàng)，進(jìn)入光譜掃描測(cè)量后，首先點(diǎn)擊【參數(shù)】項(xiàng)，根據(jù)光度、光譜、動(dòng)力學(xué)等測(cè)量方法設(shè)定相應(yīng)的測(cè)量參數(shù)。設(shè)置好參數(shù)后，將參比池和樣品池都加入?yún)⒈纫海o(wú)水乙醇或環(huán)己烷），蓋好樣品室蓋。按下顯示窗【Baseline【命令按鈕，自動(dòng)校正儀器基線（注意：此工作只需要在第一次測(cè)量時(shí)進(jìn)行，只要不改變參比溶液和測(cè)量波長(zhǎng)范圍的情況下，只需校準(zhǔn)一次）。在樣品池中加入樣品液（苯標(biāo)液），單擊【測(cè)量】命令按鈕。即可進(jìn)行測(cè)量運(yùn)行測(cè)量完成后，點(diǎn)擊工具欄上的【尺標(biāo)】，或者點(diǎn)擊圖譜右側(cè)的【樣品數(shù)據(jù)】即可觀察數(shù)據(jù)。選擇合適的波長(zhǎng)為定量步驟測(cè)定濃度用，其波長(zhǎng)為（nm）。6、濃度的測(cè)量（定性分析測(cè)定）：a、苯標(biāo)準(zhǔn)樣品(,溶劑為環(huán)己烷或乙醇)的制備：取四個(gè)10mL的容量瓶，用吸量管分別取0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL的0.1mol/l苯儲(chǔ)備溶液，用環(huán)己烷（A.R.）或乙醇定容至刻度。b、待測(cè)樣品的制備:取三個(gè)10mL的容量瓶，用吸量管分別取0.6mL、0.9mL、1.2mL的0.1mol/l苯儲(chǔ)備溶液，用環(huán)己烷（A.R.）或乙醇（A.R.）定容至刻度。C、選擇工具欄中的[定量]項(xiàng)，進(jìn)入定量測(cè)量界面，點(diǎn)擊【參數(shù)】項(xiàng)，首先選擇測(cè)量方法為單波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)曲線法，選擇零點(diǎn)插入，根據(jù)定性分析測(cè)的的波長(zhǎng)，設(shè)定測(cè)量波長(zhǎng)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品個(gè)數(shù)，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)（0濃度除外）。參數(shù)設(shè)定完畢后點(diǎn)擊確定，退出。先在參比池及第一個(gè)樣品池中都加入?yún)⒈纫?，點(diǎn)擊下方工具欄中的【調(diào)節(jié)零點(diǎn)】。取出第一個(gè)樣品池中的參比液，將苯標(biāo)準(zhǔn)樣品液依次放入樣品池中，點(diǎn)擊測(cè)量，并填入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣品號(hào)，并記錄讀數(shù)。點(diǎn)擊下方工具欄的【樣品/標(biāo)樣】鍵，切換至未知試樣測(cè)量界面，將未知樣依次放入樣品池中，點(diǎn)擊測(cè)量，并記錄讀數(shù)。7、測(cè)量工作完畢，取出比色皿清洗干凈[最好用乙醇清洗]，擦干，放回盒子.關(guān)閉主機(jī)電源，退出計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序，關(guān)閉計(jì)算機(jī)，最后罩上儀器防塵罩。8、做好儀器使用情況登記。五、注意事項(xiàng)開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)確認(rèn)試樣室光路上無(wú)遮擋物，并開(kāi)機(jī)預(yù)熱30分鐘以上再測(cè)試。不要在儀器上方傾倒測(cè)試樣品，以免樣品污染儀器表面，損壞儀器。一定要將比色皿外部所沾樣品擦拭干凈，才能放進(jìn)比色皿架進(jìn)行測(cè)定不允許用酒精、汽油、乙醚等有機(jī)溶劑擦拭儀器開(kāi)啟除濕機(jī)，注意防潮。六、數(shù)據(jù)處理根據(jù)所打印的數(shù)據(jù)和譜圖進(jìn)行分析，并計(jì)算出被測(cè)試樣苯的濃度，以mol/L表示（苯的分子量為78.11；比重為0.88）。七、